近日,一个国际研究团队成功研发并测试了一款名为CCP-30的白色涂料,该涂料在建筑防护与节能领域展现出卓越性能,为应对全球变暖背景下建筑物的降温问题提供了创新解决方案。
当前,制冷系统约占全球电力消耗的20%。随着温室气体排放增加,特大城市气温显著高于郊区。混凝土和沥青吸收太阳能并持续释放热量,汽车发动机、工业厂房和空调系统产生的废热更是加剧了这一现象。为阻止区域“升温”,科学家们一直在探索被动降温方法,即依靠对流、辐射或传导等自然散热机制,无需额外耗能装置。
此前,商用涂料在生产过程中通常仅考虑辐射冷却(反射阳光并将热量释放到环境中)这一种防热方法,但在高湿度地区效果欠佳。因为水蒸气会吸收辐射,将热量困在地表附近,导致建筑物附近空气温度升高。

新加坡、中国和沙特阿拉伯的研究人员在《科学》杂志上发表的研究提出了一种有效解决方案,将辐射冷却和水蒸发冷却相结合。CCP - 30涂料正是基于这一原理研发而成。
如果材料面向天空,辐射冷却系统会发挥作用,从建筑物吸收的热量以红外波的形式辐射到太空,这些红外波穿过大气层,不会被吸收,形成“大气透明窗”。而对于建筑物的侧壁,CCP - 30涂料也有独特应对方式。在材料四面涂上该涂料,可吸收雨水和大气中的水分,然后像人体皮肤一样慢慢蒸发水分,从而降低表面受热程度。
该涂料的非膨胀多孔结构由硅酸钙(CSH凝胶)构成,有助于保持水分,这是水泥石强度和耐久性的基础。研发人员还在凝胶水泥组合物中加入了聚合物和吸湿盐,并添加纳米添加剂,使其能够保持水分,防止开裂。

科学家们进行了一系列实验来验证CCP - 30涂料的性能。他们测试了三栋相同的房屋(50 x 40 x 70厘米),这些房屋由10厘米厚的工业混凝土砌块建造而成。其中一栋房屋涂上了CCP - 30创新涂料,第二栋房屋涂上了具有降温效果的商用涂料,第三栋房屋则涂上了普通的白色涂料。在整个实验过程中,涂有CCP - 30涂料的房屋室内温度最低,比其他房屋低4.5摄氏度以上,侧壁温度也因蒸发冷却作用得以保持较低。
为了量化节能效果,研究人员将这三种涂料应用于配备空调和电表的混凝土住宅。在三天的试验中,无论晴天还是雨天(湿度较高),CCP - 30涂料都比其他涂料节省了30%至40%的空调能耗。每月的测试也证实,这种涂料可节省高达40%的电力,且科学家们两年后也获得了同样的结果。
此外,测试还表明,CCP - 30涂料可反射88%至92%的阳光,以红外辐射的形式释放95%的热量,并能将自身重量的约30%保留在水中。其防护效果比普通涂料高出10倍,应用于墙体材料可节省30%至40%的能源,并减少28%的碳足迹。
此次国际研究团队研发的CCP - 30涂料,为建筑物降温和节能提供了新的有效途径,有望在全球范围内得到广泛应用,助力建筑行业实现可持续发展。
















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